生物化學(xué)第1章緒論

基礎(chǔ)生物化學(xué)Biochemistry中南林業(yè)科技大學(xué)生物化學(xué)教研室孫吉康參考書目參考書目v 生物化學(xué)（第三版）王靜巖主編 高等教育出版社教學(xué)參考資料：v 生物化學(xué)應(yīng)試指南 周愛(ài)儒 主編 北京醫(yī)科大學(xué)出版社v 生物化學(xué)習(xí)題集 吉林大學(xué)出版社v 生物化學(xué)習(xí)題解析 科學(xué)出版社 1緒論Chapter 1 Introduction to biochemistry我們所處在的地球充滿著無(wú)數(shù)的生物，從最簡(jiǎn)單的病毒、類病毒到菌藻樹草，從魚蟲鳥獸到最復(fù)雜的人類，處處都可以發(fā)現(xiàn)它們的蹤跡，覺(jué)察到生命的活動(dòng)。地球上的生物形形色色，千姿百態(tài)。不同的生物，其形態(tài)、生理特征和對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力各不相同，都經(jīng)歷著生長(zhǎng)、發(fā)育、衰老、死亡的變化，都具有繁殖后代的能力。生生命命的的起起源源一、生物化學(xué)的涵義1、生物化學(xué)的概念：傳統(tǒng)定義 ：生物化學(xué)是運(yùn)用化學(xué)、物理學(xué)和生物學(xué)的現(xiàn)代理論和技術(shù)，研究生物體的物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)、物質(zhì)代謝與能量轉(zhuǎn)變，以這些變化與生理技能之間關(guān)系的一門科學(xué)。即在 分子水平上 研究生命現(xiàn)象的化學(xué)本質(zhì)的科學(xué)。現(xiàn)代定義 ：是在分子水平上研究生物體的化學(xué)本質(zhì)及生命活動(dòng)過(guò)程中化學(xué)變化規(guī)律的科學(xué)。2、生物化學(xué)的研究任務(wù)（ 1）研究生物體內(nèi) 物質(zhì)的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與功能。高等生物體主要由 蛋白質(zhì)、核酸、糖類、脂類以及水、無(wú)機(jī)鹽 等組成，此外還含有一些低分子物質(zhì)，如維生素、激素、氨基酸、多肽、核苷酸及一些分解產(chǎn)物。研究生物分子的結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系，代表了現(xiàn)代生物化學(xué)與分子生物學(xué)發(fā)展的方向。（ 2）研究生物體內(nèi) 物質(zhì)代謝（新陳代謝）、能量轉(zhuǎn)變及其調(diào)控機(jī)理 l生物體與其外環(huán)境之間的物質(zhì)交換過(guò)程就稱為物質(zhì)代謝或新陳代謝。 l物質(zhì)代謝的基本過(guò)程主要包括三大步驟： 消化、吸收 中間代謝 排泄 。其中，中間代謝過(guò)程是在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行的，最為復(fù)雜的化學(xué)變化過(guò)程，它包括合成代謝，分解代謝，物質(zhì)互變，代謝調(diào)控，能量代謝幾方面的內(nèi)容。（ 3）研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)、代謝和生物功能與復(fù)雜的生命現(xiàn)象之間的關(guān)系（ 4）研究生物體遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)，基因信息傳遞、表達(dá)及其調(diào)控規(guī)律l 基因信息傳遞涉及到遺傳、變異、生長(zhǎng)、分化等諸多生命過(guò)程，也與遺傳病、惡性腫瘤、心血管病等多種疾病的發(fā)病機(jī)制有關(guān)。DNA重組、轉(zhuǎn)基因、基因剔除、新基因克隆、人類基因組計(jì)劃及功能基因組計(jì)劃等的發(fā)展，將大大推動(dòng)這一領(lǐng)域的研究進(jìn)程。研究發(fā)現(xiàn)黑猩猩和人類基因組存在關(guān)鍵性差異 3、生物化學(xué)的分類生物體：動(dòng)物、植物、微生物等按研究對(duì)象分 ：動(dòng)物 、植物 、微生物 。按研究目的分 ：醫(yī)學(xué)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品等。二、生物化學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史1、生物化學(xué)產(chǎn)生前時(shí)期最早可追溯到離現(xiàn)在 4000多年前。公元前 22世紀(jì) 夏禹時(shí)代 釀酒公元前 12世紀(jì) 商周時(shí)代 制醬、制醋公元前 6世紀(jì) 癭?。ǖ胤叫约谞钕倌[）公元四世紀(jì) 葛洪 海藻治療癭病唐代孫思邈 米糠熬粥治療腳氣病 豬肝治療雀目明代李時(shí)珍 本草綱目 2、描述的或有機(jī)生物化學(xué)發(fā)展時(shí)期（ 1770 1903，靜態(tài)生物化學(xué)）l大約從十八世紀(jì)中葉 到 二十世紀(jì)初，主要完成了各種生物體化學(xué)組成的分析研究，發(fā)現(xiàn)了生物體主要由 糖、脂、蛋白質(zhì)和核酸 四大類有機(jī)物質(zhì)組成 。l主要成就1828年 魏勒在實(shí)驗(yàn)室將氰酸鈉合成為尿素1842年 李比希首次提出新陳代謝的概念1849年 巴斯德開(kāi)始發(fā)酵的研究1877年 霍佩 .賽勒首次提出 “Biochemie”1897年 布克納兄弟 蔗糖酵母發(fā)酵實(shí)驗(yàn)3、動(dòng)態(tài)的或生理生物化學(xué)發(fā)展時(shí)期（ 1903 1950，動(dòng)態(tài)生物化學(xué)）l大約從二十世紀(jì)初到二十世紀(jì)五十年代。此階段對(duì)各種化學(xué)物質(zhì)的代謝途徑有了一定的了解。 物質(zhì)代謝途徑及動(dòng)態(tài)平衡、能量轉(zhuǎn)化，光合作用、生物氧化、糖的分解和合成代謝、蛋白質(zhì)合成、核酸的遺傳功能、酶、維生素、激素、抗生素等的代謝。l其中主要的有： 1905年 哈登和楊發(fā)現(xiàn)酶和輔酶； 1926年 sumner首次從刀豆中獲得脲酶結(jié)晶； 1955年 Sanger完成牛胰島素氨基酸組成分析； 1932年，英國(guó)科學(xué)家 Krebs 發(fā)現(xiàn)尿素合成的鳥氨酸循環(huán)； 1937年， Krebs提出了各種化學(xué)物質(zhì)的中心環(huán)節(jié) 三羧酸循環(huán)的基本代謝途徑； 1940年，德國(guó)科學(xué)家 Embden和 Meyerhof提出了糖酵解代謝途徑，等等。4、分子的或綜合生物化學(xué)發(fā)展時(shí)期（ 1950至今，機(jī)能生物化學(xué)）l孟德?tīng)?豌豆雜交實(shí)驗(yàn)提出生物遺傳的不是其形狀本身，而是它的遺傳因子。l1868年 Miescher 發(fā)現(xiàn)核蛋白l1928年 格里非思 肺炎球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)l1944年 Avery等人首次證明 DNA是遺傳物質(zhì)l1950年 Chargaff證明 A=T G=Cl1953年， Watson和 Crick提出 DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型為標(biāo)志，生物化學(xué)的發(fā)展進(jìn)入分子生物學(xué)階段。l1966年 遺傳密碼破譯 l1958 1971年 遺傳中心法則（ Crick)l1960年 Jacob和 Monod創(chuàng)立操縱子學(xué)說(shuō)l1982年 Cech發(fā)現(xiàn)核酶l1982年 Palmiter 轉(zhuǎn)基因技術(shù)l1990年 人類基因組計(jì)劃l1997年 Wilmut 克隆技術(shù)l這一階段的主要研究工作就是探討各種生物大分子的結(jié)構(gòu)與其功能之間的關(guān)系。如 生命的本質(zhì)和奧秘：運(yùn)動(dòng)、神經(jīng)、內(nèi)分泌、生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖等的分子機(jī)理等。染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)我國(guó)生物化學(xué)的發(fā)展概況起步晚，基礎(chǔ)弱，潛力大，需努力1、吳憲 血濾液制備、蛋白質(zhì)變性。食物營(yíng)養(yǎng)與免疫化學(xué)2、 1965年 首次人工合成結(jié)晶牛胰島素3、 1981年 合成酵母丙氨酸轉(zhuǎn)移核糖核酸的人工全合成4、天花粉蛋白一級(jí)結(jié)構(gòu)測(cè)定5、生物膜與水通道的研究6、人類基因組、水稻基因組等的研究生物化學(xué)學(xué)科的新進(jìn)展與熱點(diǎn)問(wèn)題1、基因組計(jì)劃研究的繼續(xù)與深入2、蛋白質(zhì)組研究（后基因組研究）3、 RNA組計(jì)劃正在興起4、基因表達(dá)調(diào)控5、細(xì)胞信號(hào)傳遞6、與醫(yī)學(xué)密切相關(guān)的一些熱點(diǎn)問(wèn)題7、端粒、端粒酶與細(xì)胞正常衰老、凋亡研究8、與藥物生產(chǎn)密切相關(guān)的